ACRi ルームで利用できる FPGA ボード

ACRi ルームでは、FPGA 設計の教育や基礎習得のための環境として Arty A7-35T を100枚と DE10-lite を9枚提供しています。また、FPGA アクセラレータの研究や検証評価のための環境として Alveo を搭載した4台のサーバを、AI 推論アクセラレータの研究や検証評価のための環境として VCK5000 Versal を搭載した1台のサーバを、それぞれ提供しています。その他、いくつかの実験的な環境もプレビューとして提供しています。

教育・基礎習得向けボード

Arty A7-35T

Arty A7-35T は、AMD (Xilinx) 社の FPGA 設計の基本を学ぶのに適した小規模の FPGA ボードです。小規模といっても、論理素子として20,800個の LUT (6入力) と 41,600個のフリップフロップを搭載しており、ちょっとしたマイコンを回路として搭載するには十分ですので、簡単なシステムを試作・評価するくらいのことは十分に可能です (いい時代になりました)。

もちろん遠隔環境ですのでボード上のスイッチや LED を直接操作したり確認することはできませんが、VIO モジュールを使ったり、シリアル通信を行ったりすれば、ボードとのやりとりが可能です。

ACRi ルームでは、vs + 3桁の数字の名前のついたサーバにそれぞれ1台の Arty A7-35T が接続されています。サーバの基本的なスペックは以下のとおりです。

名前や番号のつけ方から想像できるかもしれませんが、実際にはこれらのサーバは物理サーバ上に構築された仮想サーバです。vs001 ～ vs015 は物理サーバ 0 上に、vs101 ～ vs115 は物理サーバ 1 上に……というように構築されています (つまり、物理サーバには最大15台の Arty A7-35T が接続されています)。

ユーザアカウントが作成されたときの通知に、利用を推奨する vs サーバの番号が含まれているかと思います。負荷分散のため、推奨サーバの利用にご協力ください。

DE10-lite

DE10-lite は、Intel 社の FPGA 設計の基本を学ぶのに適した小規模の FPGA ボードです。論理素子として LUT (4入力) とフリップフロップが各50,000個搭載されています。LUT の構造が異なるため単純比較はできませんが、おおむね上述の Arty A7-35T と同規模の FPGA が搭載されています。

ACRi ルームでは、vsA + 2桁の数字の名前のついたサーバ (vsA01, vsA02, …, vsA09) にそれぞれ1台の DE10-lite が接続されています。サーバの基本的なスペックは以下のとおりです。いずれも物理サーバ 10 上に構築された仮想サーバです。

vsA?? サーバ上での DE10-lite の利用方法 は、ACRi ブログ上の記事の1つとして公開しています。

DE10-lite は標準ではシリアル入出力をもちませんが、ACRi ルームでは汎用 I/O (GPIO) の一部のピンを USB-UART 変換モジュールに接続することで、シリアル入出力をサポートします。FPGA → PC へのデータ送信には AA2 (DE10-lite の GPIO 40番ピン) を、PC → FPGA へのデータ受信には AB2 (DE10-lite の GPIO 39番ピン) を、それぞれ使用してください。

アクセラレータ研究・検証向けボード

Alveo U200/U250/U280 (ES1)/U50

Alveo は、高性能な FPGA アクセラレータを実現するためのアクセラレータカードです。

ACRi ルームでは、as001 ～ as004 サーバにそれぞれ1台の Alveo が搭載されています。サーバによって異なる型番のボードが搭載されていますので、用途に応じて使用するサーバをお選びください。as001 ～ as004 の基本的なスペックは以下のとおりです。

Alveo サーバの詳しい利用方法は別の記事で紹介しています。リンク先をご覧ください。

※ Alveo U200 を搭載していた ag001 サーバは、2023年3月15日をもって ACRi ルームでの稼働を停止いたしました。ご利用ありがとうございました。

VCK5000 Versal

VCK5000 Versal は、AI 推論向けに特化したアクセラレータを実現するためのアクセラレータカードです。通常はサーバの PCIe スロットに装着して使用します。

ACRi ルームでは、as005 サーバに1台の VCK5000 が搭載されています。as005 の基本的なスペックは以下のとおりです。

VCK5000 Versal の紹介と詳しい利用方法 は ACRi ブログ上の記事の1つとして紹介しています。リンク先をご覧ください。

暫定運用中のボード

DE10-Agilex

DE10-Agilex は、Intel FPGA を搭載したアクセラレータカードです。ACRi ルームでは、iserv1 サーバに1台の DE10-Agilex が搭載されています。現在、サーバの予約はせずに利用できます。iserv1 の基本的なスペックは以下のとおりです。

iserv1 の詳しい利用方法 は別の記事で紹介しています。リンク先をご覧ください。

Arty A7-35T (TCP/IP による動的部分再構成)

ACRi ルームでは、vs801 ～ vs804 の4台のサーバに、Chiptip Technology と東京工業大学の共同研究の成果に基づくシステムが搭載された Arty A7-35T がそれぞれ接続されています。このシステムでは、TCP/IP パケットを送信することで、ネットワークから簡単にパーシャルリコンフィグレーション (動的部分再構成) を試せるようになっています。

サーバの予約が必要です。vs801 ～ vs804 の基本的なスペックは以下のとおりです。

vs801 ～ vs804 上の Arty A7-35T の詳しい利用方法 は ACRi ブログ上の記事の1つとして紹介しています。リンク先をご覧ください。

PYNQ-Z1

PYNQ-Z1 は、Xilinx Zynq SoC を Python を通じて手軽に扱うためのプラットフォームである PYNQ のために開発された、小規模の評価ボードです。ACRi ルームでは、vs701 サーバに PYNQ-Z1 が1台接続されています。ただし、現時点では PYNQ をこのボード上で動作させてはいません。そのため、ACRi ルームの PYNQ-Z1 はベアメタルの Zynq-7020 評価ボードとしての運用となります。

サーバの予約が必要です。vs701 の基本的なスペックは以下のとおりです。物理サーバ 10 上に構築された仮想サーバです。

Kria K26 (on KV260/KR260)

Kria K26 システムオンモジュール は、Xilinx Zynq Ultrascale+ MPSoC、DDR4 SDRAM、eMMC などを搭載した、エッジ AI アプリケーション向けのモジュールです。ACRi ルームでは、その評価ボードである KV260 (ビジョン AI 向け)、KR260 (ロボティクス向け) を各2台、暫定的に運用しています。いずれも Kria-PYNQ をインストールして、スタンドアロンのサーバとして運用しています。

現在、サーバの予約はせずに利用できます。ただし、SSH アクセスはできませんので、他の vs サーバなどを予約した上で、これらのサーバで動作している Jupyter Notebook にリモートデスクトップ上の Web ブラウザからアクセスして利用する形となります。また、定期的な再起動の後、サーバ上のデータは初期状態に戻りますので、ご注意ください。Kria K26 の基本的なスペックは以下のとおりです。

また、vs702 サーバには、PYNQ のインストールされていない、ベアメタルの Kria K26 (KV260 上の) が接続されています。こちらはサーバの予約が必要となりますので、vs702 サーバを予約してご利用ください。